Este documento describe la composición química de los seres vivos. Explica que los compuestos orgánicos siguen las mismas leyes físicas y químicas que los inorgánicos. Identifica 25 elementos como indispensables para la vida, llamados elementos biogenéticos. Describe las funciones generales de estos elementos, incluyendo su papel en formar moléculas orgánicas básicas, mantener las propiedades eléctricas de los seres vivos y participar en procesos regulatorios. También clasifica los elementos

1. mlvm/maov/julio de 2009
Composición Química de los Seres Vivos
María de la Luz Velázquez Monroy & Miguel Ángel Ordorica Vargas
Introducción
Para todo el mundo resulta claro que existen diferencias muy marcadas entre los seres vivos y la
materia inanimada. A falta de una explicación mejor, durante mucho tiempo se atribuyó a la ma-
teria viva una esencia especial o fuerza vital, según esta doctrina, llamada teoría vitalista de la
vida, los compuestos orgánicos sólo se podían obtener a partir de los seres vivos. En 1828 Frie-
derich Wöhler sintetizó la urea a partir de cianato de amonio:
224 CONHNHHCONH 
Esta síntesis seguida de varias más ayudó a destruir la teoría vitalista de la vida, e impulsó el es-
tudio de la Química de los seres vivos.
Otra consecuencia de estos descubrimientos fue la conclusión
de que los compuestos orgánicos están regidos por las mismas
leyes físicas y químicas que los compuestos inanimados y por
lo tanto, los elementos químicos que forman unos y otros deben
tener las mismas propiedades.
Elementos Biogenéticos
En la composición de los seres vivos se pueden encontrar mu-
chos de los elementos de la tabla periódica, pero es importante
señalar que no todos son indispensables para la vida, de hecho
actualmente podemos encontrar cantidades importantes de Plo-
mo y otros metales pesados en la sangre de los habitantes de las
ciudades, los cuales no son necesarios para la vida y además
son tóxicos.
Los elementos indispensables para la vida son aquellos que forman parte de la composición
química de los seres vivos y cumplen una función biológica. A los elementos que llenan estos
requisitos se les denomina Elementos Biogenéticos.
Si los elementos químicos, se comportan de igual manera en los compuestos orgánicos o inorgá-
nicos, es interesante preguntarse, ¿Por qué de los más de 100 elementos de la tabla periódica sólo
se reconocen como indispensables para la vida normal de los seres vivos alrededor de 25i
?. Esta
es una interrogante para la cual aún no se tiene una respuesta satisfactoria, pero podemos identifi-
car algunas propiedades que hacen que un elemento o un grupo de ellos sean inapropiados para la
vida, entre estas se encuentran:
A. Elementos Artificiales. Los elementos Tecnecio (43) y Prometio (61), así como los elementos
transuránidos (número atómico mayor de 93), han sido descubiertos por síntesis, debido a que
su velocidad de desintegración es tan grande que no existen en forma natural en la corteza te-
rrestre.
Figura 1. Friederich Wöhler

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B. Radiactividad. Los elementos pesados Polonio (84), Astatino (85), Francio (87), Radio (88),
Actinio (89), Torio (90), Paladio (91), Uranio (92) y Neptunio (93), al igual que los ya men-
cionados transuránidos, únicamente tienen isótopos inestables y su desintegración radiactiva
los hace impropios para su uso como elementos biogenéticos.
C. Poca Reactividad Química. Los elementos terminales de los periodos de la tabla periódica, de-
nominados gases nobles: Helio(2), Neón(10), Argón (18), Kriptón (36), Xenón (54) y Radón
(86); son elementos casi inertes y por ello poco útiles en sistemas muy activos como los seres
vivos.
D. Propiedades Raras. Los elementos de la serie de los Lantánidos (número atómico entre 57 y
71), tienen propiedades químicas semejantes entre sí, de modo que realmente no son útiles
como componentes de sistemas biológicos, en los que se requieren las propiedades específicas
de un elemento para cada función.
E. Toxicidad. Elementos como el Berilio (4), Aluminio (13), Antimonio (51), Bario (56), Cad-
mio(48), Mercurio (80), Talio (81) y Plomo (82) y quizás otros aun no bien estudiados, son
tóxicos para los seres vivos por diversas razones.
Eliminando estos elementos, Marcados con azul en la Figura 2, quedan más de 50 elementos que
podrían ser biogenéticos, el doble de los que se conocen.
Figura 2. Ubicación de los Elementos Biogenéticos (símbolos punteados) en la Tabla Periódica
Criterios de Selección
Con base en las propiedades de los elementos biogenéticos podemos intentar la definición de los
criterios que los hacen útiles para los seres vivos:
1. Solubilidad en Agua. El agua es un compuesto único porque sus propiedades forman un con-

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junto muy especial. Además, es el compuesto más abundante en la biosfera y en la composi-
ción de los seres vivos. Es fácil suponer que los elementos y compuestos que forman la mate-
ria viva, deben su participación en ella a la forma como interactúan con el agua, si son solubles
o no, si en solución tiene o no carga eléctrica o si afectan de alguna otra manera sus propieda-
des. Los elementos biogenéticos son todos solubles en agua, ya sea como elementos, iones o
en algún compuesto derivado.
2. Propiedades Fisicoquímicas. Los elementos biogenéticos tienen peso atómico bajo (ninguno
rebasa el peso del Iodo, 126.9), bajo peso específico y calor específico elevado. Estas propie-
dades hacen que los compuestos que forman sean capaces de contener un máximo de energía
en el mínimo posible de masa.
3. Relación con el Carbono. Este elemento tiene propiedades químicas que lo hacen adecuado
como base de la estructura de las moléculas que forman los seres vivos. Sin lugar a dudas, mu-
chos elementos son biogenéticos por la forma como se enlazan o relacionan con el Carbonoii
.
4. Abundancia Natural. Los elementos más abundantes en los seres vivos, también son abundan-
tes en la corteza terrestre, aunque con diferencias (Tabla 1). El Oxígeno es igualmente abun-
dante en la corteza terrestre, el agua de mar y el cuerpo humano (Figura 3), en cambio, Hidró-
geno y Carbono incrementan su porcentaje de la corteza, al agua de mar y al cuerpo humano.
Tabla 1. Abundancia Relativa de los Elementos en por ciento del total de átomos
Composición del
Universo
Composición de la
Corteza Terrestre
Composición del
Agua de Mar
Composición del
Cuerpo Humano
H 91 O 47 H 66 H 63
He 9.1 Si 28 O 33 O 25.2
O 0.057 Al 7.9 Cl 0.33 C 9.5
N 0.042 Fe 4.5 Na 0.28 N 1.4
C 0.021 Ca 3.5 Mg 0.033 Ca 0.31
Si 0.003 Na 2.5 S 0.017 P 0.22
Ne 0.003 K 2.5 Ca 0.006 Cl 0.03
Mg 0.002 Mg 2.2 K 0.006 K 0.06
Fe 0.002 Ti 0.46 C 0.0014 S 0.05
S 0.001 H 0.22 Br 0.0005 Na 0.03
C 0.19 Mg 0.01
Todos los demás, menos de 0.1
Los criterios mencionados son generales, es posible que un elemento particular no cumpla con
uno o más de los criterios y aún así fuera seleccionado. Tal es el caso del Nitrógeno y el Fósforo,
que no son de los más abundantes en el medio ambiente pero sin duda sus propiedades especiales
los hacen insustituibles y quizá por ello, fueron seleccionados como biogenéticos.

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Clasificación
Basándose en las características, distribución y funciones de los elementos biogenéticos, se han
elaborado varias clasificaciones, de ellas las más aceptadas son:
A. Abundancia. Está basada en la proporción del peso del organismo humano que representa un
elemento y los divide en:
a) Primarios. Son aquellos que constituyen la mayor proporción del peso del organismo: Oxí-
geno 65%, Carbono 18.5%, Hidrógeno 10%, Nitrógeno 3%, Calcio 1.5% y Fósforo 1%.
b) Secundarios. Participan en menor proporción, pero aún son abundantes: Potasio 0.3%, Azu-
fre 0.25%, Sodio 0.20%, Cloro 0.15%, Magnesio 0.05% y Hierro 0.005%.
c) Oligoelementos. Sólo se encuentran en pequeñas cantidades: Flúor 0.001%, Cobre
0.0002%, Iodo 0.00004% Manganeso 0.00003%, Zinc, Boro, Silicio, Vanadio, Cromo, Co-
balto, Níquel, Selenio, Molibdeno y Estaño, en trazas.
Figura 3. Diferencia en Abundancia de los Elementos Biogenéticos
B. Química. Se clasifican los elementos biogenéticos en función de las estructuras en que se en-
cuentran, como:
a) Primarios. Se encuentran en grandes cantidades y forman los Principios Inmediatos: Hidró-
geno, Carbono, Nitrógeno, Oxígeno, Fósforo y Azufre.
b) Secundarios. Son abundantes pero no forman los principios inmediatos, sino el Medio Am-
biente en que se desenvuelven estos: Sodio, Magnesio, Cloro, Potasio y Calcio.
c) Microconstituyentes. Se encuentran en pequeñas cantidades, complementando las funciones
de las moléculas orgánicas: Boro, Flúor, Silicio, Vanadio, Cromo, Manganeso, Hierro, Co-
balto, Níquel, Cobre, Zinc, Selenio, Molibdeno, Estaño y Iodo.
C. Fisiológica. Se basa en el papel que desempeñan los elementos biogenéticos en la materia vi-
va:

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a) Plásticos. Son aquellos que se encuentran en grandes cantidades, y forman el “plasma” de la
materia viva: Hidrógeno, Carbono, Nitrógeno, Oxígeno, Sodio, Magnesio, Cloro, Fósforo,
Azufre, Potasio y Calcio.
b) Oligoelementos. Participan en la regulación de los procesos metabólicos: Boro, Flúor, Sili-
cio, Vanadio, Cromo, Manganeso, Hierro, Cobalto, Níquel, Cobre, Zinc, Selenio, Molibde-
no, Estaño y Iodo.
Función General
Estudiando los elementos biogenéticos podemos elaborar algunas generalizaciones útiles respecto
de sus funciones.
1. Seis elementos, Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Azufre y Fósforo, forman las
moléculas básicas de los seres vivos, aminoácidos, ácidos grasos, carbohidratos, purinas y
pirimidinas, que son componentes fundamentales de los principios inmediatos, proteínas,
lípidos, ácidos nucleicos y polisacáridos, y también forman la estructura de otras moléculas
importantes como las vitaminas.
2. Las propiedades eléctricas de los seres vivos dependen de unos pocos elementos, que son ca-
paces de permanecer como partículas cargadas en solución, estos son los cationes Sodio, Po-
tasio, Calcio y Magnesio, y los aniones Cloruro, Fosfato, Carbonato y Sulfato. Estos iones
mantienen el medio celular eléctricamente neutro, regulan la presión osmótica, el equilibrio
hídrico y el equilibrio ácido-base. La distribución de los iones es específica, K+
y Mg2+
se acu-
mulan en el interior de la célula, mientras que Na+
y Ca2+
lo hacen en el exterior.
3. Muchos elementos se requieren en trazas, como componentes de sistemas enzimáticos o parti-
cipando en diversas funciones de regulación; para muchos de ellos no se conocen sus funcio-
nes completas.
Los elementos para los cuales se descubra en el futuro que son biogenéticos, como el Litio o el
Bromo, por su abundancia y función, seguramente se añadirán al grupo de oligoelementos micro-
constituyentes.
Función Específica
Además de las funciones generales ya mencionadas, cada elemento biogenético tiene algunas par-
ticularidades que vale la pena estudiar. Para esta revisión, usaremos como base la clasificación
Química de los elementos biogenéticos, en orden creciente de número atómico.
Elementos Primarios:
Hidrógeno (H, No. Atómico: 1, Peso Atómico: 1.008). En número de átomos es el elemento más
abundante, tanto en el organismo como en el universo. Forma parte de todos los compuestos or-
gánicos, saturando las valencias no ocupadas por átomos pesados. Forma parte de la molécula de
agua. La oxidación del Hidrógeno es la principal fuente de energía en los seres vivos. En los seres
aeróbicos esta oxidación depende del Oxígeno. Como ión (H+
), determina el pH.
Carbono (C, No. Atómico: 6, Peso Atómico: 12.011). Forma el esqueleto de todos los compues-

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tos orgánicos. Debido a su bajo peso atómico y su elevada electronegatividad, los enlaces cova-
lentes entre átomos de Carbono son muy estables. Para completar su octeto cada átomo comparte
4 electrones formando enlaces simples, dobles o triples. Además, los pares electrónicos comparti-
dos pueden tener acomodos distintos, dando forma y tamaño propios a cada molécula. El Carbono
también forma enlaces covalentes estables con H, O, N y S, permitiendo que existan muchas fun-
ciones químicas en compuestos orgánicos. El Carbono hidrogenado contiene energía, que se libe-
ra por oxidación.
Nitrógeno (N, No. Atómico: 7, Peso Atómico: 14.007). Componente de la estructura de todas las
moléculas orgánicas, principalmente proteínas y ácidos nucleicos. Es el elemento limitante en la
dieta de los humanos, por que es escaso en la naturaleza. Su reserva principal se encuentra en la
atmósfera en forma de N2 que es inerte. Su ingreso en los ciclos biológicos depende de la fijación
por microorganismos. La presencia de un par de electrones no compartido le da un carácter bási-
co. A presión alta produce narcosis. La descompresión rápida que sufren en ocasiones los buzos
provoca embolias porque el Nitrógeno disuelto, sale de la solución rápidamente.
Oxígeno (O, No. Atómico: 8, Peso Atómico: 15.999) Es el elemento más abundante, en peso, en
el organismo. Se encuentra en la estructura de todos los compuestos orgánicos. Junto con el
Hidrógeno, forma la estructura del agua. Es el agente oxidante final en el metabolismo aeróbico y
el único de los elementos biogenéticos que debe suministrarse en forma continua. Las moléculas
orgánicas con Oxígeno, especialmente las que contienen alcoholes (OH), son fuertemente polares.
Fósforo (P, No. Atómico: 15, Peso Atómico: 30.974) Hay entre 12 y 14 g de Fósforo por kilo-
gramo de peso magro en el organismo. Combinado con Calcio forma la parte mineral del hueso.
Su metabolismo también está relacionado con el de Calcio. Como fosfato, participa en la regula-
ción intracelular de pH. Constituye parte fundamental de la estructura de los ácidos nucleicos y
varias coenzimas, entre ellas el ATP, indispensable para el transporte y almacenamiento de ener-
gía. Los ésteres de fosfato de Glúcidos y Lípidos son importantes en el metabolismo. Los proce-
sos de fosforilación y desfosforilación, son importantes en la regulación de la actividad de varias
enzimas.
Azufre (S, No. Atómico: 16, Peso Atómico: 32.06) En el organismo hay 2.5 g/kg peso magro.
Componente de la estructura de proteínas. Se encuentra en el sitio activo de muchas enzimas y
participa en la catálisis, frecuentemente donando pares de electrones. La toxicidad de los metales
pesados se debe a que se unen a los grupos tiol (-SH) de las enzimas y las inhiben. También está
presente en la coenzima A y las vitaminas Tiamina y Biotina así como en polímeros del tejido
conectivo, glucolípidos y sales biliares. En los polisacáridos, el sulfato retiene el agua y aumenta
la viscosidad de las soluciones.
Elementos Secundarios
Sodio (Na, No. Atómico: 11, Peso Atómico: 22.990). Hay 1.1-1.4 g/kg de peso magro. Principal
catión extracelular en los animales. Importante en la regulación de la presión osmótica, equilibrio
hídrico, equilibrio eléctrico y de pH. Participa en la generación del potencial de membrana, con-
ducción de los impulsos nerviosos y otros fenómenos de excitabilidad celular. La diferencia entre
las concentraciones intra y extracelulares es mantenida por transporte activo a través de la “Bom-
ba de Sodio y Potasio”. La hormona esteroide Aldosterona favorece la reabsorción renal de Sodio

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intercambiándolo con Potasio, y el Factor Natriurético Auricular (Atriopeptina) la inhibe. Las
plantas terrestres no tienen requerimiento demostrable de sodio.
Magnesio (Mg, No. Atómico: 12, Peso Atómico: 24.305). Con 0.5 g/kg peso magro es el segundo
catión intracelular en importancia. El 60% se encuentra junto con el Calcio y el Fósforo formando
parte de la estructura del hueso. Estimula la actividad de las cinasas, enzimas que manejan ATP,
al formar complejos con los grupos fosfato. Forma parte de la estructura de clorofila. Antagonista
del calcio en la excitabilidad celular, al aumentar la concentración de magnesio la excitabilidad
disminuye produciendo anestesia y en casos extremos, arritmia y paro cardíaco. Su nivel se eleva
durante la hibernación. En la célula se une a proteínas, fosfatos y carboxilatos en forma que de-
pende del pH.
Cloro (Cl, No. Atómico: 17, Peso Atómico: 35.453) En el organismo hay 1.2 g/kg de peso magro.
Principal anión extracelular. Participa en la generación del potencial de membrana. Su absorción,
distribución y eliminación son paralelas a las del Sodio. Importante en los procesos de regulación
de la presión osmótica, pH y equilibrios hídrico y eléctrico. En el eritrocito el “desplazamiento de
cloruros” es necesario para mantener los equilibrios hídrico, eléctrico y de pH, compensando la
salida de bicarbonato durante el intercambio de gases. Tiene efecto notable sobre la actividad de
algunas enzimas como las amilasas.
Potasio (K, No. Atómico: 19, Peso Atómico: 39.102) La cantidad de Potasio en el cuerpo es de
2.6 g/kg de peso magro. Principal catión intracelular en los animales. Junto con el Sodio participa
en la generación del potencial de membrana, conducción de impulsos nerviosos y otros fenóme-
nos de excitabilidad celular, así como regulación de pH, presión osmótica, equilibrio hídrico y
eléctrico. Estimula la actividad de varias enzimas entre ellas las de síntesis de proteínas. La secre-
ción renal de potasio es activada por Aldosterona, en recambio por el sodio.
Calcio (Ca, No. Atómico: 20, Peso Atómico: 40.08) El 99% de los 22 g/kg de peso magro de
Calcio está formando parte del hueso. Catión extracelular. Junto con el Magnesio modula el po-
tencial de membrana. Participa en la coagulación sanguínea uniéndose y activando Protrombina e
interactuando con la vitamina K. Es el factor que desencadena la contracción muscular, uniéndose
a la Actina para activar la miosina. Afecta la actividad de algunas enzimas como la lipasa. Es re-
gulador importante de la actividad celular interactuando con proteínas como la Calmodulina y las
enzimas proteín cinasas. Se almacena activamente en el retículo endoplásmico y las mitocondrias.
Modifica la permeabilidad de la membrana celular en la transmisión sináptica permitiendo la libe-
ración de neurotransmisores. El nivel de calcio en la sangre se regula por acción hormonal. La pa-
ratohormona se libera cuando hay niveles bajos de calcio y estimula su liberación de hueso, la re-
absorción renal y la absorción intestinal. El aumento en los niveles de calcio, provoca la libera-
ción de la hormona Calciotonina, que inhibe la liberación de hueso, aunque este efecto parece
importante sólo en animales jóvenes. La vitamina D provoca la liberación de calcio y fósforo del
hueso y se necesita para la síntesis de las proteínas indispensables para la absorción intestinal y la
reabsorción renal.

8. Composición Química de los Seres Vivos
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Elementos Microconstituyentes
La mayor parte de los microconstituyentes actúan como cofactores enzimáticos. La función de las
enzimas mencionadas en el resumen y algunas otras, se describen en la Tabla 2.
Para algunos de los elementos microconstituyentes metálicos, se han descrito alteraciones de la
salud provocadas por deficiencia y también efectos tóxicos por exceso de ellos en la dieta. Algu-
nas de estas patologías se describen en el texto, mientras que otras se resumen en la Tabla 3.
Boro (B, No. Atómico: 5, Peso Atómico: 10.81). Es Indispensable para la síntesis de clorofila en
las plantas superiores.
Tabla 2. Enzimas con cofactores metálicos
ELEMENTO ENZIMA FUNCIÓN
Aldehído Oxidasa Oxidación de Aldehídos.
Citocromos Transporte de electrones.
Catalasa Eliminación de peróxido de Hidrógeno.
Hierro en
Hemo
[Hemoglobina] Transporte de Oxígeno.
Ferredoxina Fotosíntesis
Hierro libre
Succinato deshidrogenasa Ciclo de Krebs
Ceruloplasmina Absorción de Hierro
Citocromo c Oxidasa Cadena Respiratoria.
Lisina Oxidasa Formación de Alisina en Colágeno
Tirosinasa Síntesis de Melanina en la Piel.
Monoamino Oxidasa. Degradación de Aminas.
Ascorbato Oxidasa Metabolismo del ácido Ascórbico.
Plastocianina Fotosíntesis
Uricasa Oxidación del ácido Úrico en Alantoina
Dopamina--hidroxilasa Convierte la Dopamina e Norepinefrina
Superóxido dismutasa Eliminación del radical libre Superóxido:
Cobre
[Hemocianina] Transporte de Oxígeno en Invertebrados.
Anhidrasa Carbónica Intercambio de CO2 en la Respiración.
Superóxido dismutasa Metabolismo del ion Superóxido (con Cu)
Carboxipeptidasa Rompe el enlace C-terminal de Proteínas.
Lactato Deshidrogenasa Oxidorreducción reversible Lactato-Piruvato.
Fosfatasa Alcalina Hidrólisis de Esteres de Fosfato.
Glutamato Deshidrogenasa Desaminación no oxidativa de Glutamato.
Aldolasa 2 Metabolismo Hepático de Fructosa.
Malato Deshidrógenasa Oxidación de Malato en Ciclo de Krebs.
Piridoxal Fosfocinasa Fosforilación de Piridoxal de la dieta.
Alcohol Deshidrogenasa Oxidación de OH en Aldehídos.
RNA Polimerasa Síntesis de RNA (Transcripción)
DNA Polimerasa Síntesis de DNA (Replicación)
Transcriptasa Inversa Síntesis de DNA a partir de RNA
Zinc
Timidilato sintetasa Síntesis de TTP

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Tabla 2. Enzimas con cofactores metálicos
ELEMENTO ENZIMA FUNCIÓN
Arginasa Ciclo de la Urea
Piruvato Carboxilasa Conversión de Piruvato en Oxalacetato.
Piruvato Cinasa Síntesis de ATP a Nivel de Sustrato.
Fosfoenol piruvato Carboxicinasa Convierte el Piruvato en Fosfoenolpiruvato.
Creatina Fosfato Cinasa Transfiere fosfato entre ATP y Creatina
Adenilato Cinasa (Miocinasa) Convierte 2 ADP en AMP y ATP.
Enolasa Convierte Fosfoglicerato-Fosfoenolpiruvato.
Histidinasa Convierte Histidina en Urocanato
Acetil-CoA Carboxilasa Convierte Acetil-CoA en Malonil-CoA.
Manganeso
6-fosfogluconato deshidrogenasa Oxidación descarboxilante de 6-
fosfogluconato.
Tetrahidropteroilglutamato Metil
Transferasa (B12)
Metabolismo de Cisteína.
Cobalto en B12
Metilmalonil-CoA Mutasa (B12) Metabolismo de Ácidos Grasos y Aminoáci-
dos.
Cobalto libre Ribonucleosido Difosfato Reduc-
tasa
Síntesis de Desoxinucleótidos
Xantina Oxidasa Metabolismo de Purinas.
Aldehído Oxidasa Metabolismo de Acetaldehído
Sulfil Oxidasa Oxidación de Sulfhidrilo
Nitrato Reductasa Utilización de Nitrato.
Molibdeno
Nitrogenasa Fijación de Nitrógeno.
Lipasas Metabolismo de Lípidos.
Calcio
[Calmodulina] Regulación intracelular de vías metabólicas
Cinasas Trasferencia de Fosfatos.
Acil-CoA Sintetasa Activación de ácidos grasos.
Arginosuccionato Sintetasa Síntesis de Arginosuccinato a partir de Citruli-
na y Aspartato, en el ciclo de la Urea.
Glutamina Sintetasa Conversión de NH3 y Glutamato en Glutamina
Transcetolasa Transferencia de radicales de 2 carbonos en la
vía de las Pentosas.
Propionil-CoA carboxilasa Convierte Propionil-CoA D-Metilmalonil-
CoA.
Arginosuccinato sintetasa Ciclo de la Urea
Magnesio
[Clorofila] Fotosíntesis.
Níquel Ureasa Degradación de Urea.
Selenio Glutatión peroxidasa Protección contra daño por oxidación
Flúor (F, No. Atómico: 9, Peso Atómico: 18.998). Componente de hueso. Ingerido en pequeñas
cantidades reduce la incidencia de caries dental y parece importante en el desarrollo normal y
mantenimiento de los huesos. Factor de crecimiento en ratas. En concentraciones altas mancha

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los dientes y es tóxico.
Silicio (Si, No. Atómico: 14, Peso Atómico: 28.086). Se encuentra en los sitios en calcificación
de los huesos. En aves y roedores es indispensable para el desarrollo normal del esqueleto.
Vanadio (V, No. Atómico: 23, Peso Atómico: 50.941). En algunos animales es importante en el
metabolismo de lípidos, quizá interactuando con el Oxígeno en algunas reacciones de óxido-
reducción. Previene la caries dental. Es indispensable en algunas plantas inferiores.
Cromo (Cr, No. Atómico: 24, Peso Atómico: 51.996). Indispensable en animales superiores. For-
ma el factor de tolerancia a la glucosa que se ha relacionado con la actividad de insulina, aunque
no forma parte de la estructura de la hormona, la Diabetes mellitus y algunos otros procesos del
metabolismo de Glúcidos. Se supone que su mecanismo de acción consiste en favorecer la unión
de la insulina a su receptor.
Manganeso (Mn, No. Atómico: 25, Peso Atómico: 54.938). Hay aproximadamente 20 mg totales.
Es necesario para la actividad de varias enzimas como Arginasa, Piruvato carboxilasa, Piruvato
cinasa, Creatin fosfato cinasa, Adenilato cinasa, Fosfoenolpiruvato Carboxicinasa, Acetil-CoA
carboxilasa, Enolasa y 6-fosfogluconato deshidrogenasa.
Hierro (Fe, No. Atómico: 26, Peso Atómico: 55.847). Con 3.8 g totales en varones y 2.3 en muje-
res, es el microconstituyente más abundante en el organismo. Indispensable para la acción de mu-
chas enzimas de óxido-reducción como Citocromos, Catalasa, Succinato deshidrogenasa, Ferre-
doxina y Aldehido oxidasa. En los animales superiores la mayor parte se encuentra en el grupo
Hemo de los acarreadores de Oxígeno, Hemoglobina y Mioglobina. En el intestino, el hierro es
absorbido en su estado reducido (Fe2+
). El paso del estado oxidado (Fe3+
) a reducido es favoreci-
do por el pH ácido del estómago y agentes reductores como la vitamina C. En la mucosa intesti-
nal, el hierro se vuelve a convertir en Fe3+
y se une a la Apoferritina para quedar almacenado co-
mo Ferritina, o puede pasar a la sangre. En la sangre también es oxidado a Fe3+
por acción de la
Ceruloplasmina, enzima del plasma que necesita cobre para actuar, y se une a la Transferrina que
lo transporta hasta los tejidos, principalmente hígado, bazo y tejido eritropoyético, donde queda
almacenado como Ferritina. Cuando la carga de hierro es muy alta, la Ferritina se transforma en
Hemosiderina por acción de enzimas lisosomales. La absorción de hierro en el intestino requiere
de niveles adecuados de cobre que favorezcan la acción de la Ceruloplasmina.
Cobalto (Co, No. Atómico: 27, Peso Atómico: 58.933). Es componente de la vitamina B12 coen-
zima esencial para las enzimas Metilmalonil-CoA mutasa y Tetrahidropteroilglutamato metil
transferasa, de importancia en el metabolismo de aminoácidos en humanos. En forma libre tam-
bién es cofactor de enzimas como la Ribonucleosido difosfato reductasa. Es necesario para el de-
sarrollo normal de células sanguíneas.
Níquel (Ni, No. Atómico: 28, Peso Atómico: 58.71). Esencial para el crecimiento y osificación de
las aves. Niveles bajos de níquel en las células afectan la estructura de las mitocondrias. Es cofac-
tor para la enzima Ureasa de los vegetales.
Cobre (Cu, No. Atómico: 29, Peso Atómico: 63.546). En el organismo hay 50-120 mg totales.
Componente esencial de varias enzimas de óxido-reducción como Citocromo c oxidasa, Mono-
amino Oxidasa, Superóxido dismutasa, Lisina Oxidasa, Tirosinasa, Dopamina--hidroxilasa, As-

11. Composición Química de los Seres Vivos
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corbato oxidasa y Ceruloplasmina. Forma parte de la hemocianina, acarreador de Oxígeno en al-
gunos invertebrados. Indispensable para la absorción intestinal de hierro y la maduración de célu-
las sanguíneas. Se almacena en los tejidos, unido a proteínas específicas como Eritrocupreína en
eritrocitos y Hepatocupreína en Hígado.
Zinc (Zn, No. Atómico: 30, Peso Atómico: 65.37). Hay 2 a 3 g en total. Necesario para la activi-
dad de enzimas como Anhidrasa Carbónica, Carboxipeptidasa y Alcohol Deshidrogenasa en cu-
yos mecanismos de catálisis actúa como un ácido de Lewisiii
. Interviene en forma importante en
la regulación de la expresión genética formando complejos con DNA y proteínas. Favorece la sín-
tesis de RNA y con ello la síntesis de proteínas. Es esencial para la síntesis de insulina aunque no
forma parte de su estructura. Su concentración es más alta en el sistema reproductor masculino.
La carencia de Zinc, en los jóvenes provoca desarrollo deficiente del sistema reproductor y en los
adultos defectos en la espermatogénesis.
Selenio (Se, No. Atómico: 34, Peso Atómico: 78.96). Necesario para la actividad normal del híga-
do y músculo liso. La falta de selenio provoca necrosis hepática y cirrosis. Es cofactor de la Pe-
roxidasa de Glutatión y Formato Deshidrogenasa. Se encuentra en la estructura de proteínas que
protegen contra la intoxicación por mercurio. Se ha relacionado con la actividad de la vitamina E.
En concentraciones altas es tóxico pues substituye al azufre de Metionina y Cisteina.
Molibdeno (No, No. Atómico: 42, Peso Atómico: 95.94). Cofactor de varias enzimas como la Ni-
trogenasa microbiana que fija el nitrógeno molecular del aire, permitiendo su ingreso a los ciclos
biológicos. Estimula la actividad de Xantina Oxidasa y Nitrato Reductasa.
Estaño (Sn, No. Atómico: 50, Peso Atómico: 118.69). Indispensable para el desarrollo de ratas y
quizá otros roedores.
Yodo (I, No. Atómico: 53, Peso Atómico: 126.904). El 80% de los 10 a 20 mg totales de Yodo es
captado y concentrado por un mecanismo activo en la glándula tiroides, dicha captura es estimu-
lada por la Tirotrofina de la Adenohipófisis. El Yodo se emplea para la síntesis de las hormonas
tiroideas, Tiroxina (3,5,3’,5’-Tetrayodotironina, T4) y 3,5,3’-Triyodotironina (T3) que poseen un
gran número de actividades biológicas. La más conocida es la estimulación del consumo de Oxí-
geno lo que provoca un aumento en el nivel metabólico general. Además son esenciales para el
crecimiento normal, estimulan la liberación de ácidos grasos del tejido adiposo, influyen sobre los
sistemas de síntesis de proteínas, desacoplan la fosforilación oxidativa y activan la respiración ce-
lular con deformación de las mitocondrias. La más activa de las hormonas es la T3. La carencia de
yodo en la dieta provoca el bocio simple. Las deficiencias en función tiroidea son causa de creti-
nismo en los niños, caracterizado por retardo en el crecimiento, engrosamiento de la piel, creci-
miento de la lengua, labios gruesos, retraso mental, hipotermia, etc. El hipotiroidismo en los adul-
tos causa mixedema que se presenta con letargo, cabello reseco, piel amarillenta, pulso lento y ba-
ja en la temperatura corporal.

12. Composición Química de los Seres Vivos
mlvm/maov/12
Tabla 3. Algunas Patologías Asociadas a los Oligoelementos
ELEMENTO DEFICIENCIA TOXICIDAD
Cobre
Neutropenia. Anemia microcítica hipo-
crómica. Osteoporosis. Cambios en el
periosteo. Fracturas patológicas. Tor-
tuosidad de las arterias. Hipotonia
Nausea. Vómito. Diarrea. Cefalea. Ma-
reo. Taquicardia. Hipertensión. Anemia
hemolítica. Uremia. Muerte
Zinc
Retraso en el crecimiento. Anorexia.
Hipogeusia. Lesiones en piel. Diarrea.
Letargia. Irritabilidad. Alopecia. Re-
traso de la pubertad.
Vómito, deshidratación y desequilibrio
electrolítico. Dolor abdominal. Mareo.
Incoordinación muscular. Insuficiencia
renal aguda.
Magnesio
Pérdida de masa muscular. Diaforesis.
Taquicardia. Entumecimiento. Convul-
siones. Delirio. Alteraciones de la con-
ducción ventricular, taquicardia y fibri-
lación ventricular. Coma. Muerte
Depresión del Sistema Nervioso Central.
Hipotonía. Hipotermia. Boqueo cardia-
co. Coma. Muerte
Cromo Alteración de la tolerancia a la Glucosa
Selenio
Necrosis hepática y cirrosis Nausea y vómito. Perdida del pigmento
cutáneo. Alopecia. Lasitud. ¿Aborto?
Manganeso
Pérdida de peso, nausea, vómito, poco
crecimiento del cabello y menor pig-
mentación del mismo. Disminución de
la Colesterolemia
Síndrome tipo Parkinson
NOTAS
i
Este número es un promedio pues existe variación según se consideren los elementos que son
indispensables para todos los seres vivos, o se incluyan también los que son indispensables sólo
para algunos. Además, existe un grupo de elementos que podrían incorporarse a la lista cuando se
resuelvan los problemas técnicos que implica el crear ambientes que carezcan de elementos que
se requieren en cantidades muy pequeñas.
ii
Se ha mencionado como posible la existencia de sistemas vivos en los cuales el Silicio reempla-
ce al carbono porque sus propiedades químicas son semejantes. Si esto es posible, ¿por qué no
sucedió en la Tierra, siendo el Silicio 146 veces más abundante que el carbono en la corteza te-
rrestre?. Un primer problema es la solubilidad, ni el carbono ni el silicio son solubles en agua, pe-
ro el CO2 si lo es mientras que los óxidos de silicio no, además los enlaces entre los átomos de
carbono son más estables que los que se forman entre átomos de Silicio, sin llegar a ser inertes
como los silicatos.
iii
Los ácidos de Lewis son átomos o moléculas que poseen un orbital vacío y pueden aceptar un
par de electrones.